石墨烯/CeO2材料的合成及其光解水制氢性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

在过去几年中，世界的能源结构依然停滞在利用如煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料上。

然而，大量化石燃料的燃烧导致了一系列大气和水污染及全球变暖问题。

因此，利用阳光分解水制氢作为一种便于储存传输并化为电能的可再生清洁能源技术不断受到人们的关注。

2. 研究内容和预期目标

石墨烯(graphene)复合光催化剂的合成与性能研究是目前研究活跃的一个领域。

石墨烯是由碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构其厚度为 0.335 nm，具有很大的比表面积 (2630 m2/g)、 良好的导热性能3000 w/(mk)和优异的电子传导性.它在很多领域表现出极大的应用前景，尤其将石墨烯与半导体复合构成新型复合光催化剂， 能明显提高光催化反应效率。

目前已有文献报道了有关 cnt、c60与半导体（tio2、zno、cds 等）复合材料的制备，光催化活性的测试也表明复合材料的光催化性能比单一半导体材料强，这主要是由于 cnt、c60优异的电子传输性能，而石墨烯的电子结构和导电性能均优于cnt、c60，故石墨烯作为一种更优异的电子传递介质，将其与具有一定光响应的催化剂复合，利用石墨烯二维平面结构作为光催化剂的载体，一方面可以提高催化剂的分散程度；另一方面可加快光生电荷迁移的速率，降低载流子复合的概率，从而提高了复合材料的光催化活性。

3. 研究的方法与步骤

一．具体实验过程：1. 模板的预处理称取一定量的植物叶茎用乙醇洗2次，每次2h，烘干，然后用0.1mol/l hcl洗2次，每次2h，烘干待用。

2. 石墨烯的制备将一定量的植物叶茎分别置于浓度10%的氯化钠和2%蔗糖 10%氯化钠溶液中，将其置于真空烘箱中，温度为常温25度，抽真空至无气泡产生，放置4h。

滤出，60℃烘干约6h，在160℃下固化6h（烘箱）。

4. 参考文献

Zhang, X., Wang, F., Huang, H., Carbon quantum dot sensitized TiO2 nanotube arrays for photoelectrochemical hydrogen generation under visible light[J]. Nanoscale, 2013. 5(6): 2274-2278.Boucher, M.B., Yi, N., Gittleson, F., Hydrogen Production from Methanol over Gold Supported on ZnO and CeO2 Nanoshapes[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2010. 115(4): 1261-1268.Kubacka, A., Fernndez-Garca, M., and Coln, G., Advanced Nanoarchitectures for Solar Photocatalytic Applications[J]. Chemical Reviews, 2011. 112(3): 1555-1614.

5. 计划与进度安排

一、2022.1.1-2022.2.25 阅读文献，完成综述二、2022.2.26-2022.3.30 进行材料的制备三、2022.4.1-2022.4.25 进行材料的表征四、2022.4.26-2022.6.12 完成数据整理和毕业论文写作